2011年，宋芸桦在五月天的MV《三个傻瓜》中饰演了女主角青少年时期的模样。

　　2014年7月21日，宋芸桦与九把刀出席以《等一个人咖啡》为主题的限定咖啡概念店启动礼。8月9日，宋芸桦亮相《等一个人咖啡》在香港举行的优先场放映和观众见面会。8月15日，由九把刀、柴智屏监制，江金霖执导的爱情喜剧《等一个人咖啡》在中国台湾和香港公映，截至8月24日，《等一个人咖啡》台湾票房累计1.2亿。宋芸桦在这部影片中担任女主角，饰演李思萤，与周慧敏、布鲁斯、张立昂、赖雅妍等人合作出演。8月28日，宋芸桦空降上海，为影片在中国内地上映宣传造势。上映三周后，其台湾票房累计已经超过两亿元台币，而香港票房在9月8日也超过了两千万港币。宋芸桦也随剧组先后亮相影片北京举行的港台票房过亿庆功会和在台北特别举办破两亿的庆功记者会。10月17日，《等一个人咖啡》在中国内地上映。10月18日，宋芸桦到成都宣传影片。

　　2015年，在电视剧《唯一继承者》中饰演叶筱荷；同年，参演都市爱情电影《陪安东尼度过漫长岁月》。11月19日，领衔主演的青春校园爱情电影《我的少女时代》上映，凭借该片获得第24届上海影评人奖最佳新人女演员奖。

　　2016年，主演青春奇幻偶像剧《别那么骄傲》。

　　2017年，在电视剧《三好差生》中饰演周林林；12月，参演的电影《猛虫过江》杀青并于2018年6月15日正式上映。2018年7月27日，与沈腾共同主演的喜剧电影《西虹市首富》上映。